(57)【要約】      （修正有）【課題】  イオンビームによって金属製シャッタがエッチングされて生成した金属粉がイオン銃ユニットの作動不良、基板上に成膜される金属膜の品質低下を招く不具合を解決する。【解決手段】  真空炉１と、真空炉内に配置され支持面に複数の基板Ｗを着脱自在に支持した基板ホルダ２と、基板ホルダの支持面と対向するように真空炉内に配置された蒸着物質蒸発ユニット１０と、蒸着物質蒸発ユニットと隣接配置されたイオン銃ユニット２０と、を備えたイオンプレーディング装置であって、蒸着物質蒸発ユニットは、蒸着物質を保持したルツボと、ルツボ上の蒸着物質に電子ビームを照射して加熱蒸発させる電子銃と、を備え、イオン銃ユニットは、蒸発物質に向けてイオンを出射して蒸発物質をプラズマ化するイオン銃グリッド２１と、イオン銃グリッドからのイオン出射経路を開閉するシャッタ２２と、を備え、前記シャッタ２２を非導電材料にて構成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空炉と、真空炉内に配置され支持面に複数の基板を着脱自在に支持する基板ホルダと、基板ホルダの支持面と対向するように真空炉内に配置された蒸着物質蒸発ユニットと、蒸着物質蒸発ユニットと隣接配置されたイオン銃ユニットと、を備えたイオンプレーディング装置であって、
前記蒸着物質蒸発ユニットは、蒸着物質を保持したルツボと、該蒸着物質に電子ビームを照射して加熱蒸発させる電子銃と、を備え、
前記イオン銃ユニットは、蒸発物質に向けてイオンを出射して蒸発物質をプラズマ化するイオン銃グリッドと、イオン銃グリッドからのイオン出射経路を開閉するシャッタと、を備え、
前記イオン銃ユニットを構成するシャッタは、イオン銃グリッドからのイオンビームを受けるシャッタ本体を非導電材料にて構成したことを特徴とするイオンプレーディング装置。
【請求項２】
前記非導電材料として、セラミック、又は石英を使用したことを特徴とする請求項１に記載のイオンプレーディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオンアシスト蒸着方法を利用したイオンプレーディング装置の改良に関し、特に蒸発した蒸着物質にイオン銃から出射したイオンを衝突させてプラズマ化させた上で基板上に付着させるイオンプレーディング装置において、イオン銃からのイオンビームの出射をオフした後に放出され続けるイオン量を制御するために設置されるシャッタの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオンアシスト法を採用したイオンプレーディング装置は、真空炉内上部にドーム状の基板ホルダを配置すると共に、基板ホルダの基板支持面と対向する炉内適所に蒸着物質蒸発手段とイオン銃ユニットとを併設した構成を備えている。イオンアシスト法では、蒸着物質蒸発手段から蒸発した蒸着物質に対してイオン銃から出射したイオンを衝突させてイオン化させることによってプラズマを生成する。このイオン化した蒸着物質は最適の状態で基板面に付着堆積する。
特開平９−２５６１４８号公報には、真空炉の側壁にプラズマ電子銃を設置し、この電子銃から炉内に横向きに出射されたイオンが放物線を描きながら炉内上部に配置された基板ホルダの下面にセットされた基板面に到達するように構成されたイオンプレーディング装置が開示されている。一方、炉内底面には基板ホルダ下面に対向するように蒸着物質蒸発手段が配置され、蒸着物質蒸発手段を構成するイオン銃グリッドによって蒸着物質が蒸発して基板に到達するように構成されている。蒸着物質からの蒸発物質の移動経路にはシャッタが開閉自在に配置されており、蒸発物質の基板側への移動を応答性よくオン、オフできるように構成されている。これは、イオン銃グリッドの作動をオフしたとしても直ちに応答性よく蒸着物質の蒸発が終了する訳ではないため、シャッタを用いて物理的に蒸発物質の上昇を阻止する必要があるからである。
しかし、シャッタを配置した場合、シャッタがイオン銃グリッドからのイオンビームの出射経路に位置するときにシャッタ自体がエッチングされてその構成材料（通常、ステンレス）が粉末となり真空炉内を漂い、基板に成膜される膜質に悪影響を及ぼし、膜の品質が悪化する。
次に、特開平５−９８４３０号公報には、真空炉内側壁にイオン銃を上向きに傾斜配置することによりイオンビームを直接基板ホルダの下面に到達させるように構成すると共に、基板ホルダの直下にシャッタを配置することにより個々の基板に成膜された膜をイオンビームがエッチングしないような配慮がなされている。
しかし、実際にはシャッタをイオンビームがエッチングすることにより、削られた粉末が真空炉内を漂い、基板上の膜質に悪影響を及ぼす不具合が生じる。
【０００３】
次に、図４（ａ）は本出願人が創案したイオンプレーディング装置の概略構成図であり、この装置は、真空炉１００と、真空炉１００内に配置され支持面１０１ａに複数の基板Ｗを着脱自在に支持した基板ホルダ１０１と、基板ホルダ１０１の支持面１０１ａと対向するように真空炉内に配置された蒸着物質蒸発ユニット１１０と、蒸着物質蒸発ユニット１１０と隣接配置されたイオン銃ユニット１２０と、を備えている。蒸着物質蒸発ユニット１１０は、蒸着物質Ｓを保持したルツボ１１１と、ルツボ上の蒸着物質Ｓに電子ビームを照射して加熱蒸発させる電子銃１１２と、蒸着物質Ｓと基板ホルダの支持面１０１ａとの間に位置して蒸発した蒸着物質Ｓの移動経路を開閉するシャッタ１１３と、を備えている。イオン銃ユニット１２０は、蒸発物質の移動経路に向けてイオンを出射して蒸発物質をプラズマ化するイオン銃グリッド１２１と、イオン銃グリッド１２１からのイオン出射経路を開閉するシャッタ１２２と、を備えている。
図４（ｂ）はイオン銃ユニット１２０の構成を示す概略斜視図であり、イオン銃グリッド１２１の上面には金属製のイオン引き出しグリッド１２１ａが配置され、イオン引き出しグリッド１２１ａからは矢印方向へイオンビームが出射される。イオン引き出しグリッド１２１ａの上方には、イオンビームの出射経路を開閉するためのステンレス製のシャッタ１２２が配置されている。
シャッタ１２２は、ステンレス等の金属材料から成る円板状のシャッタ本体１２２ａと、シャッタ本体１２２ａから延びるアーム１２２ｂとを備え、アーム端部に設けた回転軸１１２ｃを中心としてシャッタ本体１２２ａを水平方向へ回動させる。
イオンプレーディングの実施中にイオン引き出しグリッド１２１ａ上にシャッタ１２２を移動してイオンビームの出射経路を遮蔽すると、シャッタ１２２の下面がイオンビームによってスパッタされて金属粉が発生する。スパッタされた金属粉がイオン引き出しグリッド１２１ａ上に落下すると、金属粉によってグリッドがショートし易い状態となる。このようなイオン引き出しグリッド１２１ａを用いてイオンプレーディングを実施した場合、基板Ｗの表面に成膜される膜の品質が低下する。
【特許文献１】特開平９−２５６１４８号公報
【特許文献２】特開平５−９８４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、基板ホルダ上の基板に向けて蒸発金属を放出する蒸着物質蒸発ユニットと、蒸発金属に対してイオンビームを照射するイオン銃ユニットとを備え、イオン銃ユニットを構成するイオン引き出しグリッド上に設けた金属製シャッタによってイオンビームの出射をオン、オフ制御するようにしたイオンプレーディング装置において、前記金属製シャッタによりイオン引き出しグリッドを遮蔽している期間中にイオンビームによって金属製シャッタがエッチングされて金属粉を生成し、この金属粉がイオン銃ユニットの作動不良、基板上に成膜される金属膜の品質低下を招く不具合を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、真空炉と、真空炉内に配置され支持面に複数の基板を着脱自在に支持した基板ホルダと、基板ホルダの支持面と対向するように真空炉内に配置された蒸着物質蒸発ユニットと、蒸着物質蒸発ユニットと隣接配置されたイオン銃ユニットと、を備えたイオンプレーディング装置であって、前記蒸着物質蒸発ユニットは、蒸着物質を保持したルツボと、ルツボ上の蒸着物質に電子ビームを照射して加熱蒸発させる電子銃と、を備え、前記イオン銃ユニットは、蒸発物質に向けてイオンを出射して蒸発物質をプラズマ化するイオン銃グリッドと、イオン銃グリッドからのイオン出射経路を開閉するシャッタと、を備え、  前記イオン銃ユニットを構成するシャッタは、イオン銃グリッドからのイオンビームを受けるシャッタ本体を非導電材料にて構成したことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記非導電材料として、セラミック、又は石英を使用したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、蒸着物質蒸発ユニットから放出される蒸発金属に対してイオン銃ユニットからイオンビームを照射してプラズマを生成し、基板上に高品質の成膜を実現すると共に、イオン銃ユニットを構成するイオン引き出しグリッド上に設けた金属製シャッタによってイオンビームの出射をオン、オフ制御するようにしたイオンプレーディング装置において、イオンビームを受けるシャッタ本体の材質を非導電材料としたので、シャッタによりイオン引き出しグリッドを遮蔽している期間中にイオンビームによってシャッタがエッチングされて粉体が生成されたとしても、この粉体がイオン銃ユニットの作動不良、基板上に成膜される金属膜の品質低下を招くことがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るイオンプレーディング装置の構成を示す縦断面図である。
このイオンプレーディング装置は、真空炉１と、真空炉１内に配置され支持面２ａに複数の基板Ｗを着脱自在に支持した基板ホルダ２と、基板ホルダ２の支持面２ａと対向するように真空炉内に配置された蒸着物質蒸発ユニット１０と、蒸着物質蒸発ユニット１０と隣接配置されたイオン銃ユニット２０と、を備えている。
蒸着物質蒸発ユニット１０は、蒸着物質Ｓを保持したルツボ１１と、ルツボ１１上の蒸着物質Ｓに電子ビームを照射して加熱蒸発させる電子銃１２と、蒸着物質Ｓと基板ホルダの支持面２ａとの間に位置して蒸発した蒸着物質Ｓの移動経路を開閉するシャッタ１３と、を備えている。
イオン銃ユニット２０は、蒸発物質の移動経路に向けてイオンを出射して蒸発物質をプラズマ化するイオン銃グリッド２１と、イオン銃グリッド２１からのイオン出射経路を開閉するシャッタ２２と、を備えている。
本発明の特徴的な構成は、イオン銃ユニット２０を構成するシャッタ２２のイオンビーム遮蔽用部分を非導電材料にて構成した点にある。シャッタ２２を構成する非導電材料としては、例えばセラミックを用いる。
図２（ａ）及び（ｂ）は本発明のシャッタ２２の一例の斜視図、及び断面図である。
このシャッタ２２は、セラミック等の非導電材料からなる円板状のシャッタ本体２５と、ステンレス等の耐腐食性を有した金属材料等からなるアーム２６と、シャッタ本体２５の片面に設けたセラミック製当て板２７を介してシャッタ本体２５とアーム２６の先端部との連結一体化するボルト、ナット等の締結手段２８と、を有している。シャッタ本体２５は、イオン銃グリッド２１の出射面と対向する面２５ａの外周縁に外壁２５ｂを有している。アーム２６の基部２６ａを中心としてシャッタ全体を回動させることにより、シャッタ本体２５はイオン銃グリッド２１からのビームを遮蔽したり開放することができる。
この実施形態では、遮蔽時にイオンビームを受けるシャッタ本体２５をセラミック等の非導電材料にて構成することにより、イオンビームがシャッタ本体２５をエッチングすることによって発生する非導電性の粉体がイオン銃グリッドのイオン引き出しグリッドに付着して、ショートを発生させる虞が皆無となる。
【０００８】
次に、図３（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は本発明のイオン銃ユニットを構成するシャッタの他の構成例を示す縦断面図、リング部の構成図、及び全体斜視図である。
このシャッタ２２は、先端近傍に十字部２６ｂを有したステンレス製のアーム２６に対して、セラミック製の円板３０と、セラミック製リング部３１とを重ね合わせた状態で、締結手段３２によって固定した構成を備えている。円板３０と、リング部３１は、シャッタ本体を構成している。
即ち、アームの十字部２６ｂには締結用の穴２６ｂ’を設けると共に、円板３０とリング部３１の同位置にも夫々締結用の穴３０ａ、３１ａを設ける。そして、各締結用の穴２６ｂ’、３０ａ、３１ａに締結手段２８としてのボルトを挿通してナットで締結することによりこれらの部材を一体化する。
この実施形態においても、遮蔽時にイオンビームを受けるシャッタ本体３０，３１をセラミック等の非導電材料にて構成することにより、イオンビームがシャッタ本体をエッチングすることによって発生する非導電性の粉体がイオン銃グリッドのイオン引き出しグリッドに付着して、ショートを発生させる虞が皆無となる。
なお、シャッタ本体を構成する非導電材料としては、セラミックの他に、石英を使用することが可能であり、イオンプレーディングによる高品質な成膜が可能となる。
【０００９】
このように本発明では、蒸着物質蒸発ユニット１０から放出される蒸発金属に対してイオン銃ユニット２０からイオンビームを照射してプラズマを生成し、基板Ｗ上に金属膜を形成すると共に、イオン銃ユニットを構成するイオン引き出しグリッド上に設けた金属製シャッタによってイオンビームの出射をオン、オフ制御するようにしたイオンプレーディング装置において、イオンビームを受けるシャッタ本体の材質を非導電材料としたので、シャッタ２２によりイオン引き出しグリッドを遮蔽している期間中にイオンビームによってシャッタがエッチングされて粉体が生成されたとしても、この粉体がイオン銃ユニットの作動不良、基板上に成膜される金属膜の品質低下を招くことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るイオンプレーディング装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明のシャッタの一例の斜視図、及び断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は本発明のイオン銃ユニットを構成するシャッタの他の構成例を示す縦断面図、リング部の構成図、及び全体斜視図である。
【図４】（ａ）は本出願人の提案にかかるイオンプレーディング装置（未公知）の構成を示す概略図、（ｂ）はシャッタを含むイオン銃ユニットの構成説明図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  真空炉、２  基板ホルダ、２ａ  支持面、１０  蒸着物質蒸発ユニット、１１  ルツボ、１２  電子銃、１３  シャッタ、Ｓ  蒸着物質、２０  イオン銃ユニット、２１  イオン銃グリッド、２２  シャッタ、２５  シャッタ本体、２６  アーム、２７  当て板、２８  締結手段、３０  円板、３１  リング部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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